Глава 10. Операционная система MS DOS

Операционная система MS DOS (MicroSoft Disk Operating Sistem, т.е. дисковая операционная система фирмы Microsoft) была создана в 1981 г. по заказу IBM и затем непрерывно совершенствовалась. Длительное время эта ОС была основной на большинстве ПК до разработки графических систем Windows и фактически является основой их ядра – на системном диске С:, с которого загружается Windows, присутствуют файлы с теми же именами, что и в DOS (Command.com, Io.sys, Msdos.sys, Autoexec.bat, Config.sys) и многие утилиты (каталог С:\Windows\Command). Первые версии Windows(3.0, 3.1, 3.11) фактически были графическими оболочками DOS; вWindows95и Windows98 есть специальная программа для работы в DOS(Сеанс MS-DOS). Практика показывает, что знание основ DOS способствует большему пониманию работы Windows.

Состав MS DOS

Операционная система MS DOS сос­тоит из следующих основных модулей:

· базовая система ввода-вывода - Basic Input/Output Sistem (BIOS);

· блок начальной загрузки (Boot Record);

· модуль расширения базовой системы ввода/вывода (Io.sys);

· модуль обработки прерываний (Msdos.sys);

· командного процессора (Command.com);

· утилит ОС.

Базовая система ввода-вывода (BIOS) - аппаратно зависима и нахо­дится в постоянной памяти (ПЗУ) компьютера. Эта часть операционной системы является “встроенной” в компьютер. Она реализует следующие ос­новные функции:

- автоматическую проверку аппаратных компонентов при включении ПК;

- вызов блока начальной загрузки ОС (загрузка в память программ операционной системы происходит в два этапа: сначала загружается блок начальной загрузки и на него передается управление, затем с помощью этого блока - остальные модули ОС. Более подробно BIOS рассмотрен в п. 1.1.4.

Блок начальной загрузки (Boot Record) - это очень короткая прог­рамма (около 512 байт), находящаяся в первом секторе каждой дискеты с операционной системой DOS. Функция этой программы заключается в считы­вании в память еще двух модулей операционной системы (Io.sys, Msdos.sys), которые и завершают процесс загрузки DOS. На жестком диске (винчестере) загрузчик операционной системы состоит из двух частей. Это связано с тем, что жесткий диск может быть разбит на несколько разделов (логических дисков). Первая часть загрузчика находится в пер­вом секторе жесткого диска, она выбирает, с какого из разделов жестко­го диска следует продолжить загрузку. Вторая часть загрузчика находит­ся в первом секторе этого раздела, она считывает в память модули DOS и передает им управление.

Модуль расширения базовой системы ввода/вывода (Io.sys) - предс­тавляет собой дополнение к базовой системе ввода-вывода в ПЗУ. Он настраивает ОС на конкретную конфигурацию ЭВМ и позволяет подключать новые драйверы к нестандартным устройствам ввода/вывода. При передаче управления этому модулю он проверяет, нет ли на системном диске файла конфигурации ОС (Config.sys). Если файл найден, то считываются его ко­манды вида Device=..., которые указывают, какие дополнительные драйве­ры необходимо загрузить. Такой подход упрощает подключение новых уст­ройств, повышает модульность ОС и не затрагивает ее системные файлы.

Модуль обработки прерываний (Msdos.sys) - реализует основные вы­сокоуровневые услуги DOS (прерывания верхнего уровня), связанные с обслуживанием файловой системы и операций логического уровня ввода/вы­вода. Данный модуль используется всеми прикладными программами.

Командный процессор (Command.com) - обрабатывает команды, вводи­мые пользователем. Командный процессор находится в дисковом файле Command.com на диске, с которого загружаются операционные системы. При загрузке в ОЗУ командного процессора он распадается на две части: ре­зидентную, располагаемую вслед за двумя рассмотренными модулями ОС, и полурезидентную, помещаемую по старшим адресам памяти. Существует третья часть, которая используется только временно. При запуске ОС она осуществляет поиск специального командного файла Autoexec.bat и, если он найден, выполняет его. Далее эта часть Command.com уже не нужна.

Резидентная часть включает процедуры реакции на нажатие клавиш Ctrl+C и Ctrl+Break (для прерывания пользовательской программы), на обработку критических ошибок и завершение другой транзитной программы. Она выдает сообщения об ошибках и вопросы типа: Abort? (удалить), Ret­ry? (повторить), Ignore? (игнорировать). Для ответа необходимо ввести соответствующую латинскую заглавную букву. Основные функции командного процессора заключаются в приеме, анализе, выполнении указаний пользо­вателя и в обработке командных файлов (файлы типа .BAT). Указания пользователя называются командами ОС. Они позволяют готовить диски для работы, копировать файлы, переименовывать их, удалять из каталогов, сменить текущий каталог и текущий накопитель, выводить содержимое текстовых файлов на экран дисплея, на принтер или в коммуникационный канал и т.п. Важнейшая разновидность команды ОС - запуск любой прик­ладной программы. Ею может быть и утилита ОС - программа, выполняющая какую-либо сервисную системную функцию, например, начальную разметку (форматирование) диска.

Одни команды командный процессор выполняет сам. Такие команды на­зываются внутренними. Другие - внешние - команды Command.com ищет по имени на дис­ке.

Внутренние команды - команды, которые содержатся в самом файле Command.com. Как правило, это наиболее часто используемые команды (Dir, Copy, Time, Date, CD, RD, MD и др.).

Внешние команды DOS - это программы, поставляемые вместе с опера­ционной системой в виде отдельных файлов (утилит). Эти программы вы­полняют действия обслуживающего характера, например форматирование дискет (Format.com), проверку дисков и т.д. Командный процессор ищет на дисках программу с соответствующим именем и если находит ее, то загру­жает в память и передает ей управление. По окончании работы программы командный процессор удаляет программу из памяти и выводит сообщение о готовности к выполнению новых команд (приглашение DOS).

Утилиты ОС - системные программы, дополняющие ОС. Могут находить­ся в любых файлах на любых дисках. Как и другие программные файлы, они имеют расширение COM или EXE. Например, Format.com, Diskcopy.com, Xcopy.exe и т.п.

Начальная загрузка операционной системы - выполняется автомати­чески при включении питания ПК по окончании самотестирования аппарату­ры. Базовая система ввода/вывода сначала обращается к накопителю на гибких магнитных дисках, если в него не вставлена дискета, то обраще­ние следует к жесткому диску и операционная система загружается с не­го.

В случае, если дискета установлена, с нее считывается загрузчик ОС, который делает попытку найти на дискете системные файлы Io.sys и Msdos.sys. Если оба файла находятся на дискете, то они загружаются в оперативную память, а если отсутствует хотя бы один из них, на экран выдается сообщение с требованием установить системную дискету.

При успешной загрузке системных файлов с гибкого диска модуль расширения базовой системы ввода/вывода в соответствии с директивами, содержащимися в файле Config.sys, добавляет в оперативную память до­полнительные драйверы внешних устройств и настраивает ОС под требуемую конфигурацию ЭВМ. После этого управление передается командному процес­сору для окончания процесса загрузки. Командный процессор выполняет командный файл Autoexec.bat, содержащий команды, которые необходимо автоматически выполнить при загрузке системы, если он находится в кор­невом каталоге загрузочного диска, или, в противном случае, запрашива­ет у пользователя текущую дату и время.

Поле загрузки системы на экране монитора высвечивается приглаше­ние пользователю на ввод команд, состоящее из имени диска и символов: C:\>

Каждому дисководу присваивается имя, состоящее из латинской буквы и двоеточия. Гибкие диски обозначаются обычно буквами А:, а жесткими - именами C: , D:,..

Один жесткий физический диск может быть разбит на несколько независимых логических дисков. Например, если жесткий диск разбит на три логических диска, то им присваиваются имена соответственно C:, D: и E:. Следующая буква (F:) является именем другого носителя, как правило, компакт-диска. Разбиение физического диска на логические производится утилитой Fdisk.exe.

Диск, с которым в данный момент работает ЭВМ, высвечивается в приглашении, называется текущим. Для изменения текущего диска надо ука­зать нужный диск(команда DOS – CD).

Вся находящаяся на дисках информация организуется в систему файлов. Файл - это поименованный набор данных. Файл может представлять собой текстовые документы, исходные тексты программ, загружаемые модули, наборы данных, графическую инфор­мацию и прочее. Каждый файл имеет свое имя. Имя файла состоит из двух частей: собственно имя длиной до 8 символов и расширения длиной до 3 символов. Расширение отделяется от имени файла точкой. В имени и рас­ширении можно использовать латинские буквы (прописные или строчные), цифры и некоторые символы: $ % ‘ _ - # & ( ) ! ~. Часто используются так называемые метасимволы * (означает любое число любых символов) и ? (означает один любой символ). Например, если при поиске файлов ввести имя *.ba? , то будут найдены все файлы с расширением bat и bak.

Имена файлов на каждом диске содержатся в специальных каталогах. В них хранится информация о местонахождении файла на диске, его разме­ре, дате и времени последней коррекции и других атрибутах файла. На диске может быть любое количество каталогов. В этом случае они органи­зуются в иерархическую структуру. Каталог самого верхнего уровня назы­вают корневым, его имя совпадает с именем диска. Остальным каталогам присваиваются имена по тем же правилам, что и файлам, и их называют подкаталогами. Каталоги, в которые входят другие каталоги, называют родительскими. (В Windows каталог называется папкой).

Каталог, с которым в данный момент работает пользователь, являет­ся текущим. Пользователь по умолчанию может работать только с файлами текущего каталога. Для того же, чтобы обратиться к файлу, находящемуся в ином каталоге, необходимо указать маршрут (путь) к этому файлу. Маршрут представляет собой последовательность имен каталогов, разде­ленных символами “\”. Обычно он начинается с указания имени диска и каталога по направлению к каталогу, в котором находится тре­буемый файл. Например:

D:\Ксэи\04СТ1\Иванова\работа2.doc ( диск D: - корневой каталог →подкаталог Ксэи → подкаталог 04СТ1 → подкаталог Иванова → файл работа2.doc).

Многоуровне­вая структура каталогов позволяет присваивать одинаковые имена файлам, находящимся в разных каталогах.